一種黏滯流體阻尼鋼支座的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種黏滯流體阻尼鋼支座。它包括下滑動板、底盆和上錨墊板組件，所述底盆通過導(dǎo)軌裝置安裝于下滑動板頂部，所述底盆通過導(dǎo)軌裝置可相對下滑動板沿水平方向滑動，所述底盆頂部中部的凹槽內(nèi)設(shè)有球冠，所述上錨墊板組件與球冠之間球面接觸，所述上錨墊板組件與球冠之間可相對轉(zhuǎn)動，所述底盆兩側(cè)分別設(shè)有黏滯阻尼器，所述黏滯阻尼器與所述導(dǎo)軌裝置同方向設(shè)置，所述黏滯阻尼器包括缸體和活塞桿，所述缸體與底盆固定連接，所述活塞桿與下滑動板固定連接。本發(fā)明簡化了橋梁減隔震設(shè)計，提高了減隔震設(shè)計的可靠度，去除了減隔震裝置的安裝和維護，同時不影響橋梁外觀，減隔震效果顯著，維護簡便。
【專利說明】
一種黏滯流體阻尼鋼支座
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于橋梁建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種黏滯流體阻尼鋼支座。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)抗震設(shè)計概念及機理主要是依靠結(jié)構(gòu)、構(gòu)件自身具有的強度、延性、耗能能力來抗震，設(shè)計是通過增加結(jié)構(gòu)、構(gòu)件強度和延性來實現(xiàn)。該方法不但大大的增加工程造價，而且在某些高地震烈度情況下即使增強結(jié)構(gòu)也無法滿足安全性要求。
[0003]減隔震技術(shù)是通過引入隔震裝置改變結(jié)構(gòu)在地震中的動力響應(yīng)特性，從而減少地震輸入，外加耗能機制作為主要的抗震構(gòu)件，而以結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震為輔。在該方法中，基本目的是要大大減小傳遞到結(jié)構(gòu)上的地震力和能量，其抗震能力是通過延長結(jié)構(gòu)周期，增加耗能能力來實現(xiàn)。從各國的橋梁減隔震應(yīng)用情況來看，目前橋梁減隔震設(shè)計中已采用的主要是分層橡膠支座、鉛芯橡膠支座和高阻尼橡膠支座，且通常安裝在橋梁上部結(jié)構(gòu)與橋墩或橋臺之間。
[0004]現(xiàn)有減隔震支座面臨著諸多問題:由于環(huán)保的原因，發(fā)達國家現(xiàn)在已經(jīng)較少使用原本減隔震支座中的主力一一鉛芯橡膠支座，而另一個主要的隔震產(chǎn)品一一分層橡膠支座由于需要控制它在地震下過大的變形，一般需要配合阻尼器來共同使用，這需要各個隔震產(chǎn)品的成熟和配合的可靠，同時也增加了使用的復(fù)雜度和成本，而高阻尼橡膠支座需要保證能生產(chǎn)出大量性能穩(wěn)定和可靠產(chǎn)品；另外，隔震支座目前多為橡膠和鋼板膠合結(jié)構(gòu)，在風(fēng)吹日曬等條件下的使用壽命一般低于鋼支座，這將成為整個抗震系統(tǒng)的隱憂;最后，從工程造價角度，橋梁結(jié)構(gòu)使用隔震支座時，一般每個支撐位置都需要使用隔震支座，這也使得整個系統(tǒng)成本大大提高。
[0005]目前，黏滯性液壓阻尼器是公認的減隔震效果最好的抗震產(chǎn)品，安裝這類產(chǎn)品，需單獨設(shè)置錨碇連接件，連接梁和下部結(jié)構(gòu)。這種安裝方法使得阻尼器在安裝方向之外剛度薄弱，耐疲勞性差，且該產(chǎn)品經(jīng)常懸掛于橋梁結(jié)構(gòu)之外不但需要額外的安裝和維護，且影響結(jié)構(gòu)美觀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的就是為了解決上述【背景技術(shù)】存在的不足，提供一種可靠性高、減隔震效果好的黏滯流體阻尼鋼支座。
[0007]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種黏滯流體阻尼鋼支座，包括下滑動板、底盆和上錨墊板組件，所述底盆通過導(dǎo)軌裝置安裝于下滑動板頂部，所述底盆通過導(dǎo)軌裝置可相對下滑動板沿水平方向滑動，所述底盆頂部中部的凹槽內(nèi)設(shè)有球冠，所述上錨墊板組件與球冠之間球面接觸，所述上錨墊板組件與球冠之間可相對轉(zhuǎn)動，所述底盆兩側(cè)分別設(shè)有用于耗散地震能量的黏滯阻尼器，所述黏滯阻尼器與所述導(dǎo)軌裝置同方向設(shè)置，所述黏滯阻尼器包括內(nèi)部填充阻尼液的缸體和可相對缸體水平運動的活塞桿，所述缸體與底盆固定連接，所述活塞桿與下滑動板固定連接;所述缸體兩端設(shè)有端蓋，所述活塞桿兩端從端蓋伸出，所述活塞桿中部設(shè)有外凸的環(huán)狀活塞體，活塞體位于缸體中將其分成第一腔室和第二腔室，活塞體上設(shè)有連通第一腔室與第二腔室的阻尼孔，在缸體的第一腔室和第二腔室內(nèi)填充阻尼液，所述活塞桿在缸體內(nèi)水平運動時，第一腔室和第二腔室內(nèi)的阻尼液可通過阻尼孔相互流動。
[0008]進一步地，所述導(dǎo)軌裝置包括設(shè)置于下滑動板上的導(dǎo)軌槽和固定于底盆底部的導(dǎo)軌，所述導(dǎo)軌位于導(dǎo)軌槽內(nèi)可相對導(dǎo)軌槽滑動。
[0009]進一步地，所述上錨墊板組件包括活塞、上錨墊板和多根可與梁底連接的上錨墊鋼棒，所述活塞底部位于底盆的凹槽內(nèi)與球冠球面配合，所述上錨墊板通過剪力銷固定于活塞頂部，所述上錨墊鋼棒固定于上錨墊板頂部。
[0010]進一步地，所述下滑動板底部設(shè)有多根可伸入橋梁墩柱內(nèi)部的下錨墊鋼棒。
[0011]進一步地，所述底盆兩側(cè)分別設(shè)有一對向外延伸的翼板，所述缸體固定于一對翼板之間，位于同一側(cè)的兩個翼板上開有同軸的通孔，通孔軸線與導(dǎo)軌裝置軸線平行，所述下滑動板上與翼板對應(yīng)位置設(shè)有固定塊，所述活塞桿兩端分別穿過所述通孔與所述固定塊固定連接。
[0012]更進一步地，所述上錨墊板組件與球冠之間、球冠與底盆之間、底盆與下滑動板之間均設(shè)有摩擦副。
[0013]本發(fā)明有效整合了普通支座和黏滯性液壓阻尼器，使支座具有黏滯性液壓阻尼器的耗能能力與特性。本發(fā)明在正常工況下可起到普通支座的作用，即在低速水平荷載時可以使橋梁梁體與墩柱之間產(chǎn)生相對滑動，不會施加附加力給結(jié)構(gòu);在發(fā)生地震時的高速水平荷載下，本發(fā)明可以起到耗散地震能量，減小結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的作用。本發(fā)明通過設(shè)置黏滯流體阻尼支座，可以最大化的耗散地震能量而不必設(shè)置額外的阻尼器，可以增加整個橋梁的減隔震設(shè)計的耐疲勞性和可靠性，避免對阻尼器額外的安裝和維護，同時不影響橋梁外觀。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的縱向剖面圖。
[0015]圖2為本發(fā)明的俯視圖。
[0016]圖3為本發(fā)明的分解不意圖。
[0017]圖4為本發(fā)明的部分剖視立體圖。
[0018]圖5為本發(fā)明黏滯阻尼器的示意圖。
[0019]圖中:1-下滑動板；11-導(dǎo)軌槽;12-下錨墊鋼棒；13固定塊;2-底盆;21-凹槽;22-翼板;23-通孔；24-導(dǎo)軌；3_黏滯阻尼器;31-缸體;32-活塞桿；33-端蓋；34-活塞體;35-阻尼孔;36-第一腔體;37-第二腔體;38-阻尼液;4-上錨墊板組件;41-活塞;42-上錨墊板;43-上錨墊鋼棒;5-球冠;6-導(dǎo)軌裝置;7-剪力銷;8-摩擦副。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明，便于清楚地了解本發(fā)明，但它們不對本發(fā)明構(gòu)成限定。
[0021]如圖1-5所示，本發(fā)明包括下滑動板1、底盆2和上錨墊板組件4，所述底盆2通過導(dǎo)軌裝置6安裝于下滑動板I頂部，所述底盆2通過導(dǎo)軌裝置6可相對下滑動板I沿水平方向滑動，所述底盆2頂部中部的凹槽21內(nèi)設(shè)有球冠5，所述上錨墊板組件4與球冠5之間球面接觸，所述上錨墊板組件4與球冠5之間可相對轉(zhuǎn)動，所述底盆2兩側(cè)分別設(shè)有用于耗散地震能量的黏滯阻尼器3，所述黏滯阻尼器3與所述導(dǎo)軌裝置6同方向設(shè)置，所述黏滯阻尼器3包括內(nèi)部填充阻尼液的缸體31和可相對缸體水平運動的活塞桿32，所述缸體31與底盆2固定連接，所述活塞桿31與下滑動板I固定連接。
[0022]通過上述結(jié)構(gòu)，上錨碇板組件4可相對于底盆2轉(zhuǎn)動，而在水平方向上則可與底盆2一起運動。底盆2則可沿導(dǎo)軌裝置6相對下滑動板I在水平方向運動，因此上錨碇板組件4和缸體31也可相對于下滑動板I在水平方向運動。
[0023]上述方案中，下滑動板I底部設(shè)有多根下錨墊鋼棒12，安裝時，多根下錨墊鋼棒12伸入橋梁墩柱內(nèi)部，將該支座固定于墩柱上。
[0024]上述方案中，導(dǎo)軌裝置6包括設(shè)置于下滑動板I上的導(dǎo)軌槽11和固定于底盆2底部的導(dǎo)軌24，所述導(dǎo)軌24位于導(dǎo)軌槽11內(nèi)可相對導(dǎo)軌槽11滑動，進而在支座低速水平荷載時使底盆2可相對下滑動板I滑動。
[0025]上述方案中，底盆2兩側(cè)分別設(shè)有一對向外延伸的翼板22，黏滯阻尼器3的缸體31固定于一對翼板22之間，位于同一側(cè)的兩個翼板22上開有同軸的通孔23，通孔23軸線與導(dǎo)軌裝置6的軸線平行，所述下滑動板I上與翼板22對應(yīng)位置設(shè)有固定塊13，黏滯阻尼器3的活塞桿32兩端分別穿過所述通孔23與所述固定塊13固定連接。缸體31設(shè)置于同一側(cè)的兩個翼板22之間，使得缸體31可隨底盆2—起運動;活塞桿32的兩端分別穿過翼板22而連接到固定塊13上，使得活塞桿32可隨下滑動板I 一起運動?；钊麠U32可相對缸體31運動，因此當(dāng)?shù)着?相對于下滑動板I水平運動時，翼板22會推動缸體31相對于活塞桿32運動。
[0026]上述方案中，上錨墊板組件4包括活塞41、上錨墊板42和多根上錨墊鋼棒43，所述活塞41底部位于底盆2的凹槽21內(nèi)與球冠5球面配合，上錨墊板42的中心設(shè)有銷孔，剪力銷7伸入到該銷孔中，上錨墊板42通過剪力銷7固定于活塞41頂部，所述上錨墊鋼棒43固定于上錨墊板42頂部，安裝時，上錨墊鋼棒43伸入到梁體內(nèi)部。
[0027]上述方案中，缸體31兩端設(shè)有端蓋33，用于封閉缸體31，所述活塞桿32兩端從端蓋33伸出，所述活塞桿32中部設(shè)有外凸的環(huán)狀活塞體34，活塞體34位于缸體31中將其分成第一腔室36和第二腔室37，活塞體34上設(shè)有連通第一腔室36與第二腔室37的多種細微的阻尼孔35，在缸體的第一腔室36和第二腔室37內(nèi)填充阻尼液38，活塞桿32在缸體31內(nèi)水平運動時，第一腔室36和第二腔室內(nèi)37的阻尼液38可通過阻尼孔35相互流動。在本實施例中，阻尼液38為二甲基娃油。
[0028]上述方案中，上錨墊板組件4與球冠5之間、球冠5與底盆2之間、底盆2與下滑動板I之間均設(shè)有摩擦副8。
[0029]本發(fā)明安裝在梁體與墩柱之間后，當(dāng)梁體相對于墩柱在水平方向有輕微的相對運動時，例如由于氣溫變化產(chǎn)生的橋梁伸縮，底盆2連同上錨碇板組件4相對于下滑動板I產(chǎn)生的水平滑動較為緩慢和柔和，所受的荷載為低速荷載。此時，缸體31中的阻尼液38可以通過阻尼孔35從第一腔室36緩慢地流到第二腔室37，或者從第二腔室37緩慢地流動到第一腔室36。藉此，活塞桿32上的活塞體34可以相對于缸體31作水平運動，從而容許支座在水平方向產(chǎn)生相對滑動。
[0030]當(dāng)發(fā)生地震時，本發(fā)明支座所受的水平荷載為高速荷載，活塞體34具有相對于缸體31快速移動的趨勢，但由于阻尼液38無法迅速通過阻尼孔35在兩個腔室內(nèi)流動，只能緩慢流動，從而對活塞體形成極大的反向阻力，實現(xiàn)慢速運動耗能，達到最大化消耗地震能量的目的。
[0031]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實施方式對本發(fā)明所做的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬的技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護范圍。本說明書中未作詳細描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【主權(quán)項】
1.一種黏滯流體阻尼鋼支座，其特征在于:包括下滑動板(I)、底盆(2)和上錨墊板組件(4)，所述底盆(2)通過導(dǎo)軌裝置(6)安裝于下滑動板(I)頂部，所述底盆(2)通過導(dǎo)軌裝置(6)可相對下滑動板(I)沿水平方向滑動，所述底盆(2)頂部中部的凹槽內(nèi)設(shè)有球冠(5)，所述上錨墊板組件(4)與球冠(5)之間球面接觸，所述上錨墊板組件(4)與球冠(5)之間可相對轉(zhuǎn)動，所述底盆(2)兩側(cè)分別設(shè)有用于耗散地震能量的黏滯阻尼器(3)，所述黏滯阻尼器(3)與所述導(dǎo)軌裝置(6)同方向設(shè)置，所述黏滯阻尼器(3)包括缸體(31)和可相對缸體水平運動的活塞桿(32)，所述缸體(31)與底盆(2)固定連接，所述活塞桿(32)與下滑動板(I)固定連接;所述缸體(31)兩端設(shè)有端蓋(33)，所述活塞桿(32)兩端從端蓋(33)伸出，所述活塞桿(32)中部設(shè)有外凸的環(huán)狀活塞體(34)，活塞體(34)位于缸體中將其分成第一腔室(36)和第二腔室(37)，活塞體(34)上設(shè)有連通第一腔室(36)與第二腔室(37)的阻尼孔(35)，在缸體的第一腔室(36)和第二腔室(37)內(nèi)填充阻尼液(38)，所述活塞桿(32)在缸體(31)內(nèi)水平運動時，第一腔室(36)和第二腔室(37)內(nèi)的阻尼液(38)可通過阻尼孔相互流動。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種黏滯流體阻尼鋼支座，其特征在于:所述導(dǎo)軌裝置(5)包括設(shè)置于下滑動板(I)上的導(dǎo)軌槽(11)和固定于底盆(2)底部的導(dǎo)軌(24)，所述導(dǎo)軌(24)位于導(dǎo)軌槽(11)內(nèi)可相對導(dǎo)軌槽(11)滑動。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種黏滯流體阻尼鋼支座，其特征在于:所述上錨墊板組件(4)包括活塞(41)、上錨墊板(45)和多根可與梁底連接的上錨墊鋼棒(43)，所述活塞(41)底部位于底盆(2)的凹槽內(nèi)與球冠(5)球面配合，所述上錨墊板(45)通過剪力銷(7)固定于活塞(41)頂部，所述上錨墊鋼棒(43)固定于上錨墊板(42)頂部。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種黏滯流體阻尼鋼支座，其特征在于:所述下滑動板(I)底部設(shè)有多根可伸入橋梁墩柱內(nèi)部的下錨墊鋼棒(12)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種黏滯流體阻尼鋼支座，其特征在于:所述底盆(2)兩側(cè)分別設(shè)有一對向外延伸的翼板(22)，所述缸體(31)固定于一對翼板(22)之間，位于同一側(cè)的兩個翼板(22)上開有同軸的通孔(23)，通孔(23)軸線與導(dǎo)軌裝置(5)軸線平行，所述下滑動板(I)上與翼板(22)對應(yīng)位置設(shè)有固定塊(13)，所述活塞桿(32)兩端分別穿過所述通孔與所述固定塊(13)固定連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種黏滯流體阻尼鋼支座，其特征在于:所述上錨墊板組件(4)與球冠(5)之間、球冠(5)與底盆之(2)間、底盆(2)與下滑動板(I)之間均設(shè)有摩擦副
【文檔編號】E01D19/04GK105951586SQ201610464329
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月23日
【發(fā)明人】嚴愛國, 李的平, 王斌, 謝曉慧, 張曉江, 趙劍鋒, 錢光, 劉顯陸, 余艷霞, 柳鳴, 余曉燕
【申請人】中鐵第四勘察設(shè)計院集團有限公司